UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAZONAS FACULDADE DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIAS FLORESTAIS E AMBIENTAIS “FENOLOGIA, VIABILIDADE DO PÓLEN, EMERGÊNCIA DE SEMENTE E CONTEÚDO DE DNA NUCLEAR DE AÇAIZEIROS (Euterpe spp.).” MANAUS - AM 2020 MARLESON DOS SANTOS TAVARES “FENOLOGIA, VIABILIDADE DO PÓLEN, EMERGÊNCIA DE SEMENTE E CONTEÚDO DE DNA NUCLEAR DE AÇAIZEIROS (Euterpe spp.)” Dissertação apresentada ao Programa de Pós- Graduação em Ciências Florestais e Ambientais – PPGCIFA -UFAM, como parte dos requisitos para obtenção do título de mestre em Ciências Florestais e Ambientais. ORIENTADORA: Dra. MARIA TERESA GOMES LOPES COORIENTADOR: Dr. RICARDO LOPES COORIENTADOR: Dr. MARCELO DOMINGUES MARTINS RAIZER MANAUS - AM 2020 AGREDECIMENTOS À Deus, imensamente pela vida e pela saúde que me deste para finalizar esse mestrado. À minha família, por sempre está do meu lado em todas as fases da minha vida. À Universidade Federal do Amazonas (UFAM), pela oportunidade da realização do mestrado por intermédio do Curso de Pós-Graduação em Ciências Florestais e Ambientais (PPG-CIFA) e a todos os professores (as) doutores (as) do programa por todo conhecimento transmitido aos discentes. À CAPES, pela concessão da bolsa no decorrer do mestrado; À Professora Maria Teresa Gomes Lopes, por toda dedicação, apoio e incentivo ao longo de toda a realização do mestrado. À Embrapa Amazônia Ocidental, em nome do Dr. Ricardo Lopes pelas orientações, ensinamentos e todo apoio incansável na realização de experimentos de laboratório e atividades de campo. Ao Dr. Marcelo Domingues Raizer, pela orientação, confiança, apoio e ensinamentos transmitidos; Á minha esposa que sempre esteve ao meu lado apoiando durante o mestrado. À banca avaliadora pela disponibilização de tempo para leitura e avaliação, e pelas contribuições. E a todos que contribuíram para a realização deste trabalho, em especial aos colegas de Laboratório: Jekiston, Macaulay, Pâmela, Daniele, Cibelle, Eduardo, Rosinha e Alex Cysne. RESUMO Os açaizeiros, Euterpe precatoria e Euterpe oleracea, são espécies da família Arecaceae, distribuídas por toda a região Amazônica. Essas palmeiras possuem grande valor socioeconômico nas regiões de ocorrência e são usadas para diferentes finalidades, como na alimentação, cosméticos, óleos e fibras. A caracterização do seu germoplasma quanto a fenologia, viabilidade polínica e o estabelecimento de plântulas permitirá o avanço de programas de melhoramento em Euterpe. Os objetivos do trabalho foram estudar os eventos fenológicos e a viabilidade polínica de E. precatoria; a emergência de plântulas e o conteúdo de DNA de E. precatoria, E. oleracea e seus híbridos interespecíficos. Os eventos fenológicos de E. precatoria foram acompanhados em 20 genótipos em um período de 12 meses. Para o estudo da viabilidade polínica, foi coletado pólen em inflorescências de indivíduos de E. precatoria da área da Estação Experimental da Embrapa Amazônia Ocidental em Manaus. Foi determinado o meio de cultura ideal para a germinação dos grãos de pólen e avaliada a porcentagem de germinação. Foram testados também três soluções de corante para determinar a viabilidade polínica: Tetrazólio (0,1%), Cotton Blue (0,05 %) e Azul de Tripan (0,2 %) e foi avaliada a viabilidade do pólen por 180 dias. A emergência de plântulas e o conteúdo de DNA nuclear de E. precatoria e E. oleracea e de seus híbridos interespecíficos também foram avaliados. A floração foi verificada em todos os meses, com pico ocorrendo nos meses de agosto a dezembro. O período de frutificação foi registrado em todo o período de avaliação, sendo mais intensa entre setembro a maio. A maior porcentagem de germinação do pólen ocorreu no meio de cultura com 100 g L⁻¹ de sacarose e 300 mg L⁻¹ de Ca (NO₃)₂ 4H₂O. Com o uso dos três corantes, os valores médios de pólen viáveis foram considerados altos (acima de 70%), facilitando o uso dos métodos de coloração no melhoramento genético da espécie. Os grãos de pólen armazenados, na geladeira (5 °C), no freezer (-20 °C) e no ultrafreezer (-80 °C), permaneceram viáveis até os 180 dias avaliados. Observou-se que as plântulas de E. oleracea apresentaram Índice de Velocidade de Emergência (IVE) variando de 2,14 a 3,18, em comparação às de E. precatoria que variaram de 0,62 a 1,03 e às dos híbridos interespecíficos que apresentaram IVE intermediário, entre 0,74 a 1,80. De maneira geral, o conteúdo médio de DNA de E. precatoria, E. oleracea e dos híbridos interespecíficos foram de 7,52 pg, 6,17 pg e 6,95 pg, respectivamente. A melhor época para coleta do pólen de E. precatoria é entre agosto a dezembro. O pólen dessa espécie apresenta alta viabilidade (acima de 70%), mesmo quando armazenado por 180 dias e permite hibridação artificial para cruzamentos controlados. Palavra-chave: Açaí, biologia floral, hibridação, floração, melhoramento genético, semente. ABSTRACT Açaizeiros, Euterpe precatoria and Euterpe oleracea, are species of the Arecaceae family, distributed throughout the Amazon region. These palms have great socioeconomic value in the regions where they occur and are used for different purposes, such as food, cosmetics, oils and fibers. The characterization of its germplasm in terms of phenology, pollen viability and the establishment of seedlings will allow the advancement of breeding programs in Euterpe. The objectives of the research were to study the phenological events and the pollen viability of E. precatoria; the emergence of seedlings and the DNA content of E. precatoria, E. oleracea and their interspecific hybrids. The phenological events of E. precatoria were followed in 20 genotypes over a period of 12 months. For the study of pollen viability, pollen was collected in inflorescences from individuals of E. precatoria from the Experimental Station of Embrapa Amazônia Ocidental in Manaus. The ideal culture medium for the germination of pollen grains was determined and the percentage of germination was evaluated. Three dye solutions were also tested to determine pollen viability: Tetrazolium (0.1%), Cotton Blue (0.05%) and Trypan Blue (0.2%) and pollen viability was evaluated for 180 days. Seedling emergence and nuclear DNA content of E. precatoria and E. oleracea and their interspecific hybrids were also evaluated. Flowering was verified every month, with the peak occurring fom August to December. The fruiting period was recorded throughout the evaluation period, being more intense between September and May. The highest percentage of pollen germination occurred in the culture medium with 100 g L⁻¹ of sucrose and 300 mg L⁻¹ of Ca (NO₃) ₂ 4H₂O. With the use of the three dyes, the average viable pollen values were considered high (above 70%), facilitating the use of staining methods in the genetic improvement of the species. The pollen grains stored in the refrigerator (5°C), in the freezer (-20°C) and in the ultrafreezer (-80°C), remained viable until the 180 days were evaluated. It was observed that the seedlings of E. oleracea showed an Emergency Speed Index (ESI) ranging from 2.14 to 3.18, compared to E. precatoria that ranged from 0.62 to 1.03 and to interspecific hybrids that presented intermediate ESI, between 0.74 to 1.80. In general, the average DNA content of E. precatoria, E. oleracea and the interspecific hybrids were 7.52 pg, 6.17 pg and 6.95 pg, respectively. The best time to collect pollen from E. precatoria is between August and December. The pollen of this species has high viability (above 70%), even when stored for 180 days allowing for artificial hybridization for controlled crosses. Keyword: Açaí, floral biology, hybridization, flowering and genetic improvement, seed. LISTA DE FIGURAS Figura 1. Planta de E. precatoria Mart., caule e frutos (BUSSMANN; ZAMBRANA, 2012).................................................................................................................................... 21 Figura 2. E. Oleracea Mart., caule e frutos (BUSSMANN; ZAMBRANA, 2012) .............. 22 Figura 3. Inflorescência de E. precatoria (OLIVEIRA et al., 2019) .................................... 24 Figura 4. Local de estudo e obtenção de material vegetal..................................................... 28 Figura 5. Área do estudo fenológico, km 74 da rodovia AM-070 ........................................ 29 Figura 6. (A) Visualizações das fases fenológicas; (B) Indivíduo com inflorescência em antese e espata fechada; (C) Indivíduo com cacho maduro e inflorescência seca................. 29 Figura 7. (A) Indivíduo de E. precatoria com inflorescência em antese; (B) Ráquila com flores estaminadas abertas.................................................................................................... 30 Figura 8. (A) Dispersão dos grão de pólen com o auxílio de uma alça de Drigalsky para germinação em meio de cultura. (B) Meios de culturas prontos com pólen na BOD............ 32 Figura 9. Lâminas preparadas com corantes: (A) Tetrazólio (0,1%); (B) Azul de Tripan (0,2 %) e (C) Cotton Blue (0,05 %)...................................................................................... 33 Figura 10. A semeadura em bandejas de poliestireno de sementes de E. Oleracea, E. precatoria e híbridos na casa de vegetação........................................................................... 35 Figura 11. Plantas de E. precatoria consideradas híbridas................................................... 38 Figura 12. Fenologia reprodutiva de Euterpe precatoria Mart.............................................. 40 Figura 13. Pólens de E. precatoria germinados